辊弯成型技术的应用与发展

摘要：本文介绍了近年来合作研究辊弯成型开发的技术成果，给出了辊弯成型CAD/CAM 技术的应用实例。应用CAD技术，在非对称料型的设计中根据截面的几何特性确定成型基准及工艺，介绍了咬口封闭料型的设计特点，给出了计算机模拟技术在宽幅压型板设计中的实例。应用CAM技术，解决了异型轧辊的计算机辅助加工，基于计算机数控包络法，用一片砂轮可加工出不同的轮廓曲线。辊弯成型CAD/CAM一体化技术的应用取得了良好的效果。对本技术的发展方向，也提出了见解。

关键词：CAD CAM 辊弯成型

1. 辊弯成型的计算机辅助设计

在过去的十多年中，辊弯成型(又称冷弯型钢)的计算机辅助设计技术得到广泛应用。目前面临的问题是计算机可在多大程度“辅助”设计者完成任务。许多人设计轧辊时应用计算机仅代替人工的几何计算，很大程度上仍依赖设计者的实践经验。

随着计算机技术的飞速发展，用于辊弯成型的CAD 软件应达到更高的水平。首先应向更深的方面发展，计算机能够在更多的方面帮助设计者以得到最优的设计结果。例如，CAD 软件应具备如下功能：模拟成形过程，应用人工智能及模糊神经网络技术给出专家水平的指导。其次CAD技术向更广的领域发展，计算机辅助制造，生产管理，成本核算，质量控制以及CAE和CIMS。由德国data M开发的COPRA是解决辊弯成型设计的集成软件。

以下是由COPRA完成的部分冷弯型钢断面的实例。

1.1 非对称断面

日本拓殖大学的小奈弘教授给出了非对称断面成型道次的估算方法。与对称断面相比，不平衡的扭矩会导致板带的扭曲。断面成型过程中板带的几何变形与其静力学特性紧密相关。作者发现若以截面的一个惯性轴作为展开的基准线，一些非对称断面可得到很好的成型质量。

1.1.1 以惯性主轴作为展开的基准

用于集装箱的部件（图１）是一非对称截面。某公司以最长的直线段作为成型的水平基

准，共用12道次成型，并产生明显的扭屈。用COPRA可方便地计算出主惯性轴的角度，以其中一个惯性轴作为成型基准面，只需6道次就获得了比前方法质量更好的断面。

图1 集装箱部件的成型辊花图图2 两侧成形角不同的V型截面

图2是天花板吊顶的部件，虽然它的形状简单，但它的成型却不容易，原因在于必须满足板厚0.4mm的情况下每米成型长度上的各向最大挠度不大于0.5mm。成型这一高精度的部件，作者采用的方法是以惯性主轴之一为成型基准，两侧的变形角按不同的值给出，以使两侧的变形扭矩平衡。此外要保证它的脊线的平直度，轧辊的安装调整也是很重要的。采用上述措施，最终生产出的料型达到每米长直线度误差小于0.3mm。

1. 1.2 以水平轴线作为展开的基准

图3是按用户要求生产的另一种天花板吊顶用的部件。这是由对称的"T" 型吊顶龙骨简化的。尽管它的左侧变形远大于右侧，但它的一个惯性主轴与水平面夹角接近于0度。这种情况下，作者采用了以最长的直线体素为水平位置的展开基准。

图3 T型断面的成形步骤

图4是电控柜部件的截面静力学特性。两惯性主轴的交点靠近右侧体素，作者以右侧体素作为成形展开的第一基准，将底部的水平体素作为第二成形基准。

图4 电控柜部件的静力学特性

图5 非对称断面电控柜部件的成形辊花图

1.2 咬口料型的成型

一些钢门窗料采用彩色涂层钢板为原料经辊弯成形工艺制成。为保证门窗的强度采用封闭截面。焊接方法将破坏钢板表面，因而广泛采用了咬口结构。为避免咬口过程中发生干涉，避免对彩色涂层表面的损伤，同时也保证门窗的气密水密性及配合要求，要求辊型设计及制造达到较高的精度。辊的表面粗糙度Ra ≤ 0.63μm，辊的圆周速度尽可能接近驱动速度，若辊的线速度差较大时，设计上应采用空转结构。

对于一般的辊弯成型，成形辊轴线为水平或垂直两种配置。咬口料型的成形广泛应用了空间结构的辅助辊，这种辅辊结构安装在两道主辊之间，轧辊轴线可为任意倾斜角度，它的结构形式不同于主辊及立辊。图6表示了一种辅助辊的装配关系示意。为得到精确的尺寸和形状，在最后的成型道次中采用了芯子。图7是一种彩色涂层钢窗料的成形工艺图。

图6 用于咬口料型的辅助辊装配示意图

1.3 宽幅压型板

压型板大多是由又宽又大的薄板经辊弯成型的，极易出现各种缺陷。小奈弘教授依据他的实验给出了十分有用的结论：边浪、袋形波等缺陷是由于变形的应力过大或拉压应力的不同分布造成的。在设计过程中若能够计算出成形区域的应力、应变值，就可以避免缺陷的产生。应用有限元技术以及实验结果，已知在每个道次的成型过程中，板上变形区某一点的应变状态是拉应力和压应力交替变化的，即使很薄的板在不同的层面上应变状态也是不同的。

一个重要的结论是：纵向变形是引起诸如残余内应力、边波等缺陷的主要原因[3]。

由data M及其合作者开发的变形技术模块(DTM)是在有限元法和大量实验基础上，根据几何变形条件和材料特性，就能在计算机上实现辊弯成型的变形模拟。DTM可给出每个道次的最大纵向应变，也可分别计算出板的上、中、下层的拉应变和压应变。如果最大的拉应变超过材料的屈服点(对低碳钢最大值为0.35%)，或最小压缩应变低于某一值(例如小奈弘教授给出的值为小于0.3*10-4)，就会产生缺陷。根据在计算机屏幕上得到的结果，就可修改变形顺序和成型角度。用计算机模拟，我们可预测在那一变形道次上会产生缺陷，然后修改设计。应用DTM模拟技术，我们为很多企业作过辊弯成型的计算机优化。一些企业在试制中出现问题，我们将他们的设计数据输入计算机，发现在某些道次上应变峰值过大，这与试轧时该道次产生变形缺陷并伴随很大噪音的情况是完全一致的。经修改设计后，这些压型板顺利成型。图8给出了宽幅压型板计算机模拟的一个实例。

图8 一个压型板的计算机模拟结果

2. 辊弯成型的计算机辅助制造

实现一个复杂断面的辊弯成型需要上百个形状各异的轧辊。轧辊的辊型轮廓与板料的成型密切相关，保证成型部位的几何坐标的准确性是十分重要的。轧辊的轴向精度要比起径向精度更重要。实际加工过程，使用通用量具，轧辊的径向测量要比轴向容易得多；使用传统的车床加工，轴向精度的控制要比径向难很多。计算机数控技术可很好地解决异型辊的加工问题。

2.1 CNC加工轧辊

使用8 工位刀台的数控车床，加工出硬度HRC58-62的轧辊(见图9)。使用特殊的陶瓷

刀具，可得到相当好的表面质量。作者采用的是两坐标联动的、控制分辨率为0.001mm 的数控系统。

图9 CNC 车床加工的轧辊

由于每个轧辊的形状及尺寸均不相同，采用“首件试切法”检验数控程序是不可行的。一般情况下，手工编程的低效率会影响数控功能的发挥。数据运算和程序编制很难避免错误，而任何错误都可能会造成工件报废或严重的机床及人身事故。计算机辅助制造技术可自动生成数控程序，并检验模拟数控指令。COPRA 可根据CAD数据，按照不同的机床数控格式自动生成NC代码，并可在计算机屏幕上用动画的方式模拟刀具的运行轨迹。

2.2 计算机通讯

作者将辊弯成型的CAD 和CAM 技术，从设计到制造的全过程实现计算机的无缝集成。过去数控程序的输入是靠手工方式一个码一个码地键入，一个较长的程序要10分钟左右，与完成一个零件的时间相差不多。人工输入很难避免错误，而任何错误都会造成工件的报废或机床事故。采用计算机与数控机床的通讯接口技术，可将编好的程序快速准确地送到数控机床，提高了机床的利用率。由于实现了计算机与数控机床之间的通讯，几秒钟之内可实现上千条语句的传送。一张3寸的小磁盘可存储2000-3000片轧辊的加工数据。对于复杂型面轧辊的精加工，可提高机床的利用率40-50%。辊片数据的保存、重复生产及辊片的修复是十分方便的。

技术展望

作为一种新技术，辊弯成型CAD/CAM 的生命力也在于不断地创新和发展。我们的目标是根据市场需求，不断地开发新技术，将成熟的技术应用于生产实际，为客户提供优质服务。众所周知，在辊弯成型领域尚有很多亟待解决的问题，我们还未完全实现从“空缺的艺术”向科学的转变。因其涉及到复杂的塑性三维变形、材料特性、轧机及辅助设备、轧制的操作工艺参数、冷却润滑等诸多方面因素。单纯用一个数学模型是无法解决的，人工智能和

专家系统是解决这一问题的方向。建立一个完整的系统，目前的困难在于专家知识的积累和获取。我们愿将这些专家知识转化为经计算机推理可供实际应用的软件。将专家知识变为共同经验，避免重复的探索和弯路，促进全行业的发展和繁荣，我们应当将此作为当前及今后工作的目标。

参考文献

1 Kenichi Watanabe; Yoshinobu Omiya; Jody Shaw; Soichirou Saitou . Material characterization of new advanced high strength steel . 2000年自动车技术会秋季大会学术讲演会, 小仓，日本, October 17, 2000: p.1-4

2 曾攀 . 及应用 . 北京:清华大学出版社 . 2004 . 376-385

3 王春新. 冷弯成型过程的计算机仿真在工程实例中的应用研究 . 北方工业大学硕士学位论文,2003.5

4 H. Ona, T. Jimma and H. Kozono: A Computer Aided Design System for Cold Rollforming Proc. 1st Int. Conf. Technology of Plasticity. Sept.(1984).pp.508-513

5 H. Ona, T. Jimma, H. Kozono, T. Nakako: A Computer Aided Design System for Forming Wide profile Section and pipe Sections. Bull. P.M.E. No.59.March 1987 pp.1-9

超薄镀锌板辊弯成形回弹工艺

第６期（总第１７５期）２０１２年１２月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　＆　ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．６Ｄｅｃ．文章编号：１６７２－６４１３（２０１２）０６－００４２－０３超薄镀锌板辊弯成形回弹工艺分析范　琦（北方工业大学机电研究院，北京　１００１４４）摘要：对于超薄镀锌板，厚度薄回弹量大难以控制是运用辊弯成形方法中的难点之一。基于ＡＢＡＱＵＳ有限元软件建立了超薄板辊弯成形仿真模型，以单波模型为例，运用正交试验方法分析了压型板的回弹，详细分析了相对弯曲半径变化对回弹的影响。研究表明，材料厚度增加、弯角半径减小时，回弹角度会减小；在一定范围内较少道次数也能减小回弹角度；板材回弹角度与ｒ／ｔ值成线性关系。关键词：辊弯成形；数值模拟；回弹中图分类号：ＴＧ３８６．３＋１文献标识码：Ａ收稿日期：２０１２－０５－３０；修回日期：２０１２－０６－２０作者简介：范琦（１９８６－），男，新疆乌鲁木齐人，在读硕士研究生，主要从事辊弯成形ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ一体化方面的研究。０　引言超薄镀锌板多见于建筑中的轻钢结构。其板厚小于１ｍｍ，屈服强度不低于５５０ＭＰａ，最显著的特点是强度高、塑性差，屈服强度和抗拉强度非常接近，在屈服后几乎无应力强化阶段。辊弯成形是一种重要的板材成形技术，具有连续生产、节约成本、工艺稳定、成形精度高等优点［１，２］，因此辊弯成形适合规模化生产，但其成形过程复杂，影响因素多，所以对辊弯成形回弹特点还有待进一步研究。本文以超薄镀锌板成形为对象，基于ＡＢＡＱＵＳ有限元软件，建立有限元简化模型，并设计正交试验，研究压型板成形特点及回弹规律。１　有限元模型的建立本文对３种厚度板材进行单向拉伸试验，由试验结果计算后得到材料参数，见表１［３］。材料密度取７　８５０ｋｇ／ｍ３。表１　拉伸试验结果厚度（ｍｍ）弹性模量（ＭＰａ）屈服强度（ＭＰａ）抗拉强度（ＭＰａ）泊松比０．３　１６５　７５５　５６１　６２０　０．３０．４８　２１２　５７２　５９０　６５０　０．３０．６　２０２　７７０　６７０　７５５　０．３板材成形后的最终截面见图１。有限元模型建立如下：道次间距２５０ｍｍ，上、下辊间距１８０ｍｍ；对单波成形进行模拟，将轧辊设为解析刚体，轧辊与板料间摩擦系数设为零，限制轧辊的转动，轧辊与板材间采用面－面接触；板材长宽尺寸为７５０ｍｍ×１２０ｍｍ；将轧辊完全约束，在板料纵向加载一段位移，限制板料前端部的纵向位移，限制板料中心线前、后两端点的横向位移；选用Ｓ４Ｒ壳单元，厚度方向取５个积分点，网格在弯角处加密。共划分１９　０００个网格、１９　５３９个节点。成形过程采用显式算法，后导入隐式算法计算回弹。图１　最终截面图２　成形模拟过程分析辊弯过程中板材逐一经过机架，板料中间部分受上辊的压力而向下运动，两边受下辊压力被抬起并向中间运动，相对中心线而言两边为扭转变形。变形幅度越大，应力应变也越大。成形过程中板料不同位置不同时间可能受到横向弯曲、横向扭转、纵向弯曲、纵向拉压、横向剪切等作用，变形极为复杂。取四道次成形为例，图２为前两道次应力分布。当板料进入轧辊后，在弯角处和中间腹板部分产生较大的应力集中，这些区域出现大变形。从第一道次开始，弯曲段就存在塑性变形。由于板料薄厚方向刚度小，应力波对板材影响大。选择板料的中部成形时刻，每道次变形发生在板料与轧辊接触及附近区域，最大应力出现在进入轧辊前，而板料被带出轧辊后，应力迅速减小并进入卸载阶段。其后的每道次成形与第一道次相似。由于第二道次的下山量和成形角度最大，需要更大的纵向弯曲和横向弯曲，故应力较大。在板料中段３个弯曲段各取特征节点Ａ、Ｂ、Ｃ，其等效应力、应变随成形过程变化见图３和图４。图３

快速成型技术的多领域应用与发展

快速成型技术的多领域应用与发展摘要：简要介绍了快速成型技术的基本原理、工艺方法和技术特点。阐述了快速成型技术在工业造型、制造、模具、医学、航天等多领域的应用，探讨了快速成型技术今后的发展趋势。关键词：快速成型技术原型快速制模应用快速成型技术RP(Rapid Protot-yping RP)是20世纪80年代末开始发展起来的一种基于逐层累加成型的新兴制作工艺,它是集多种先进科技于一体的能够迅速将设计思想转化为产品的现代先进制造技术。它为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。快速成型工艺是一个涉及CAD/CAM、逆向工程技术、分层制造技术、数据编程、材料编制、材料制备、工艺参数设置及后处理等环节的集成制造过程。通俗地说，快速成型技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。近十几年来，随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈。尤其是计算机技术的迅速普遍和 CAD/CAM技术的广泛应用，使得RP技术得到了异乎寻常的高速发展，表现出很强的生命力和广阔的应用前景。快速成型制造工艺PR技术是将传统的“去除”加工方法(由毛坯切去多余材料形成产品)改变为“增加”加工方法(将材料逐层累

积形成产品)，采用离散分层/堆积的原理，由CAD模型直接驱动，快速制作原型或三维实体零件的一种全新的制造技术。快速成型技术发展至今，以其技术的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速发展，目前，快速成型的工艺方法已有几十种之多，其中主要工艺有四种基本类型: 光固化成型法(Stereo lithography Apparatus, SLA)、叠层实体制造法(Laminated Object Manufacturing, LOM)、选择性激光烧结法(Selective Laser Sintering, SLS) 和熔融沉积制造法(Fused Deposition Manufacturing, FDM)。 1、SLA工艺SLA工艺也称光造型或立体光刻，其工艺过程是以液态光敏树脂或丙稀酸树脂为材料充满液槽，由计算机控制激光束跟踪层状截面轨迹并照射到液槽中的液体树脂上而固化一层树脂，之后升降台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂，刮平器将粘度较大的树脂液面刮平，然后再进行新一层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕，得到一个三维实体模型。该工艺的特点是精度高，生产零件强度和硬度好，可制出形状特别复杂的空心零件，生产的模型柔性化好，可随意拆装，是间接制模的理想方法，缺点是清洗和养护等后处理工序较费时。 2、LOM工艺LOM工艺称叠层实体制造或分层实体制造，其工艺过程是由加热辊筒将薄形材料(如纸片，塑料薄膜，复合材料或金

快速成型技术的现状和发展趋势

快速成型技术的现状和发展趋势 1 快速成型技术的基本成型原理近十几年来，随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈。尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用，使得快速成型技术 (Rapid Prototyping简称RP)得到了异乎寻常的高速发展，表现出很强的生命力和广阔的应用前景。传统的加工技术是采用去材料的加工方式，在毛坯上把多余的材料去除，得到我们想要的产品。而快速成型技术基本原理是:借助计算机或三维扫描系统构建目标零件的三维数字化模型,之后将该信息传输到计算机控制的机电控制系统,计算机将模型按一定厚度进行“切片”处理,即将零件的3D数据信息离散成一系列2D轮廓信息,通过逐点逐面的增材制造方法将材料逐层堆积,获得实体零件,最后进行必要的少量加工和热处理,使零件性能、尺寸等满足设计要求。。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。目前，快速成形的工艺方法已有几十种之多，大致可分为7大类，包括立体印刷、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维焊接、三维打印、数码累积成型等。其基本的原理如下图所示。图1 快速成型原理示意图 2 快速成型技术在产品开发中的应用不断提高RP技术的应用水平是推动RP技术发展的重要方面。目前，交通大学机械学院，快速成型国家工程研究中心，教育部快速成型工程研究中心快速成

型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。RP技术的实际应用主要集中在以下几个方面： 2.1 用于新产品的设计与试制。（1）CAID应用: 工业设计师在短时间得到精确的原型与业者作造形研讨。（2）机构设计应用: 进行干涉验证，及提早发现设计错误以减少后面模具修改工作。（3）CAE功效:快速模具技术以功能性材料制作功能性模具，以进行产品功能性测试与研讨。（4）视觉效果：设计人員能在短时间之便能看到设计的雛型，可作为进一步研发的基石。（5）设计确认:可在短时间即可完成原型的制作，使设计人员有充分的时间对于设计的产品做详细的检证。（6）复制于最佳化设计：可一次制作多个元件，可使每个元件针对不同的设计要求同时进行测试的工作，以在最短时间完成设计的最佳化。（7）直接生产: 直接生产小型工具，或作为翻模工具 2.2 快速制模及快速铸造快速模具制造传统的模具生产时间长，成本高。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合，可以大大缩短模具制造的开发周期，提高生产率，是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。快速成形技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种，直接制模是指采用RP技术直接堆积制造出模具，间接制模是先制出快速成型零件，再由零件复制得到所需要的模具 2.3 机械制造由于RP技术自身的特点，使得其在机械制造领域，获得广泛的应用，多用于制造单件、小批量金属零件的制造。有些特殊复杂制件，由于只需单件生产，或少于50件的小批量，一般均可用RP技术直接进行成型，成本低，周期短。2.4 医疗中的快速成形技术在医学领域的应用近几年来，人们对RP技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础，利用RP技术制作人体器官模型，对外科手术有极大的应用价值。 2.5 三维复制快速成形制造技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。 2.6 航空航天技术领域航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点，产品的定型是一个复杂而精密的过程，往往需要多次的设计、测试和改进，耗资大、耗时长，而快速成型技术以其灵活多样的工艺方法和技术优势而在现代航空航天产品的研制与开发中具有独特的应用前景。

(完整word版)辊弯成形技术与装备-教学大纲

课程名称：辊弯成形技术与装备课程编码：M683011 课程学分：2学分适用学科：机械工程领域辊弯成形技术与装备 Roll Forming Technology and Equipment 教学大纲一、课程性质《辊弯成形技术与装备》是针对机械工程领域专业所开设的一门专业选修课。二、课程教学目的其主要目的是使学生理解和掌握辊弯成形技术基本理论及装备的一般知识，通过本课程的学习，应掌握辊弯成形轧辊设计理论，金属板带的辊弯成形特性基本原理；培养具有初步辊弯成形产品设计以及轧机设计的能力；了解辊弯成形生产线上辅助加工，特种与未来的辊弯成形技术等；通过实验加深学生对所学理论基础知识的理解和认识，培养学生具备一定的辊弯成形工艺综合分析和处理成形实际问题的能力。三、教学基本内容及基本要求 1、教学基本内容（1）绪论本课程研究的对象及内容，本课程的性质及要求，学习本课程的方法，辊弯成形工艺及应用概述。（2）辊弯成形轧机轧机概述，轧机的类型：悬臂式轧机、双端式轧机、标准轧机、双层轧机、成组快换式轧机、并列轧机、拉料成形轧机、螺旋管轧机、车载轧机、特种轧机，轧机的构成：床身、机架、轴、驱动、辅辊和插入式立辊道次、道次间导引、矫直头、润滑系统、轴肩定位、在轧机中安装其他装置。（3）辊弯成形轧辊设计理论轧辊设计过程，断面，产品成形方位和其他在线操作，材料，辊弯成形轧机，

模具设计的其他考虑，定位套和垫片，计算板带宽度，弯曲方法，道次数，辊花图，轧辊设计，人工设计轧辊尺寸，计算机辅助轧辊设计，轧辊标记系统，轧辊方向，安装图。（4）辊弯成形产品设计薄壁产品的开发，设计中要考虑的因素，辅助加工，制造不同尺寸的断面，特殊产品的设计，尺寸与公差。（5）金属板带的辊弯成形特性成形过程中的变形类型，冗余变形的原因及对产品缺陷的影响，金属板带变形的数学仿真，轧辊轮廓的计算机设计系统。（6）辊弯成形生产线上辅助加工辅助加工主要工作原理及功用，矫直，张紧或松弛的生产线：在成形前、中、后的切断，辅助加工的位置，固定冲模和飞冲模，冲孔、冲多孔、切口和斜切，穿孔和局部冲切，翻边、冲百叶孔和切缝，压纹和冲压，弯曲，弯圆，标记，搭扣，旋转冲模，不同板带和零件间的机械连接，胶接，锡焊和铜焊，电阻焊，喷漆，发泡，打包。（7）特种与未来的辊弯成形技术轧机特殊设计，新型辊弯成形方法，热辊弯成形所需的设备和工具，计算机控制的辊弯成形线等。 2、教学基本要求（1）了解辊弯成形工艺特点；（2）了解辊弯型钢产品的类型、特点及应用情况；（3）掌握辊弯成形设备组成、结构与工作原理；（4）掌握板金属成形的基本理论知识；（5）掌握辊弯成形缺陷的分析及解决方法。四、本课程与其他课程的联系与分工本课程的先修课程主要有机械制图、理论力学、材料力学、高等数学、机械原理、机械设计、工程材料及成形技术基础、机械制造工艺学等。建议学生通过选修或自学的方式学习弹塑性力学理论等方面的一些基础知识。五、实践环节教学内容的安排与要求 1、实验教学内容

快速成型技术的发展和应用

快速成型技术的发展和应用摘要：科技飞速发展的今天，人类对制造业也提出了更高的要求，行业竞争也日趋激烈。快速成型技术也应运而生，并且展现了它强大的生命力和广阔的应用前景。目前，快速成型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。 The rapid development of science and technology today, the human is put forward higher requirements on manufacturing, industry competition is increasingly fierce. Rapid prototyping technology also arises at the historic moment, and shows its strong vitality and broad application prospects. At present, the modelling of rapid prototyping technology has been in the industry, machinery manufacturing, aerospace, military, architecture, film and television, home appliances, light industry, medicine, archaeology, cultural art, sculpture, jewelry, and other fields has been widely used. And with the development of the technology itself, and will continue to expand its application field. 关键词：快速成型，堆积法，高集成性、高柔性、高速性，自动、直接、快速、精确。前言： 21世纪是以知识经济和信息社会为特征的时代，随着科学技术的发展和社会需求的多样化，全球统一市场和经济全球化的逐步形成，产品的竞争更加激烈。在工业化的国家中，60%—80%的财富是由制造业提供的。制造业是衡量一个国家实力水平的重要标志之一，也是创造社会财富和国民经济赖以生存发展的重要支柱产业。现代制造已不仅仅是机械制造，而且具有大制造，全过程，多科学的新特点。大制造应包括机电产品的制造，工业流程制造，材料科学制造等等，所以它是一个广义的制造概念。我国在先进制造技术方面和国外有比较大的差距，特别是我国制造业的自动化，信息化水平不高。大力发展和应用先进制造技术，勇气改造传统产业和形成高技术，提升我国制造业得产业结构，产品结构和组织结构，增强其技术创新能力，产品开发，和市场竞争能力。是制造业，特别是机械制造业走出困局的关键性措施。这样才能保证我们世界工厂地位的确立，实现由制造业大国向制造业强国的转变。快速成型技术的诞生快速成型技术作为一个专用名词在20世纪80年代末期，美国为了加强其制造业的竞争力与促进国民经济的增长，根据其制造业面临的挑战与机遇，并对其制造业存在的问题进行深刻反省提出来的。快速成型技术是集成制造技术，电子技术，信息技术，自动化技术，能源晕技术，材料科学以及现在管理技术等众多技术的交叉，融合和渗透而发展起来的，涉及到制造业中的产品设计，加工装配，检验测试，经营管理等产品生命周期全过程，已实现优质，高效，低耗，清洁，灵活生产，提高对动态多变，细分的市场的适应能力和竞争能力的一项综合技术。快速成型技术是顺应这一潮流而出现的先进制造技术，它能自动，直接，快速，精确的将设计思想物转化具有一定功能的原型或直接制造零件，快速成型技术是先进制造技术的重要组成部分，也是制造技术在制造理论的一次革命性飞跃，快速成型技术目前在美国，欧洲，日本等地已被广泛应用，受到制造业界及各类用户的普遍重视。世界上第一台快速成形机于自1988年诞生于美国。快速成型制造技术是国外20世纪80年

快速成型技术及应用论文

基于激光快速成型技术的金属快速成型技术摘要:文章详细介绍了金属粉末快速成型的研究现状 ,分析了金属粉末选择性激光烧结的工艺特点,对这些工艺的影响因素进行了讨论。关键词：选区激光烧结;金属零件;影响因素。引言快速制造 (Rapid Manufacturing) 金属零件一直受到国内外的广泛重视 , 是当今快速成型领域的一个重要研究方向。到目前为止 ,用于直接成型金属材料、制备三维金属零件的技术主要有激光近形制造与金属粉末的选择性激光烧结技术。激光近形制造(LENS) ,又称激光熔覆制造或熔滴制造 ,它将激光熔覆工艺与激光快速成型技术相结合 , 利用激光熔覆工艺逐层堆积累加材料，形成具有三维形状的三维结构。在该方面 ,美国的Aeromet、德国的汉诺威激光中心以及清华大学激光加工研究中心等均进行了大量的研究 , 并得到了具有一定形状的三维实体零件。有异于激光近形制造 ,选择性激光烧结则有选择地逐层烧结固化粉末金属得到三维零件。在这一领域，美国的DTM丶德国的汉诺威激光中心等进行了多元金属的烧结研究。就选区激光烧结(SelectiveLaser Sintering , SLS)而言 ,根据成型用金属粉末的不同 , 人们又开发出多种工艺途径来实现金属零件的烧结成型 ,主要有三种途径:一是利用金属粉末与有机粘结剂粉末共混粉体的间接烧结，金属粉末与有机粘结剂粉末均匀共混，烧结中，低熔点的粘结剂粉末熔化并将高熔点的金属粉末粘结，形成原型(“绿件”)，经后处理，烧失粘结剂，形成“褐件”，最后通过金属熔渗工艺得到致密的金属件；二是利用金属混合粉末的直接烧结 , 其中一种粉末具有较低的熔点(如铜粉) ,另一种粉末熔点较高 (如铁粉) ,烧结中低熔点的金属粉末铜熔化并将难熔的铁粉粘结在一起 , 这种方法同样需要较大功率激光器；三是利用单一成分金属粉末的直接烧结,这种方法目前主要用于低熔点金属粉末的烧结，对熔点高的金属粉末，需采用大功率激光器。本文分别对上述的间接和直接烧结成型工艺进行了初步的研究。 1 SLS的烧结原理激光选择性烧结快速成型技术是使用激光束熔化或烧结粉末材料 ,利用分层的思想 ,把计算机中的 CAD 模型直接成型为三维实体零件。它的创新之处在于将激光、光学、温度控制和材料相联系。SLS烧结原理如图1所示，烧结过程可分为三部分: (1)首先在粉体床上铺一薄层粉体 , 并压实 , 可以根据需要 ,在激光烧结前进行预热; (2)激光照射粉体层 ,烧结粉体，形成所设计零件一层的形状；(3) 粉体床下降一个薄层厚度的距离;重复上面的过程 ,直到原型零件完成。 SLS对粉末烧结的明显优势在于: (1) 和其它的加工方法比较，能获得优良的材料性能，同时，它的加工材料范围比较宽 (聚合物、金属、陶瓷、铸造砂等)；(2) 易于实现液相烧结 , 烧结周期比较短; (3) 比传统的烧结方法更易得到密实的以粉末金属为原料的产品；(4)工艺比较简单 , 烧结路线、烧结温度便于控制。

快速成型技术的介绍

快速成型技术的介绍 ————3D打印技术的介绍及设计摘要：快速成型制造技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术；3D打印现在运用在生产生活的各个领域。关键词：快速成型；3D打印 1 快速成型制造技术 1.1 简介快速原型制造技术，又叫快速成形技术，（简称RP技术）。 RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。 1.2 产生背景随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈，产品的开发速度日益成为主要矛盾。在这种情况下，西安交通大学机械学院，快速成型国家工程研究中心，教育部快速成型工程研究中心自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。制造业为满足日益变化的用户需求，要求制造技术有较强的灵活性，能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。因此，产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。 1.3 技术特点 (1) 制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用； (2) 原型的复制性、互换性高； (3) 制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越； (4) 加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般制造费用降低50%，加工周期节约70%以上； (5) 高度技术集成，可实现了设计制造一体化。 1.4 基本原理快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。

快速成型技术及其发展综述

计算机集成制造技术与系统——读书报告题目名称：专业班级：学号：学生姓名：指导老师

快速成型技术及其发展摘要：快速成型技术兴起于20世纪80年代，是现代工业发展不可或缺的一个重要环节。本文介绍了快速成型技术的产生、技术原理、工艺特点、设备特点等方面，同时简述快速成型技术在国内的发展历程。关键词：快速成型烧结固化叠加发展服务 1 快速成形技术的产生快速原型（Rapid Prototyping，RP）技术，又称快速成形技术，是当今世界上飞速发展的制造技术之一。快速成形技术最早产生于二十世纪70年代末到80年代初，美国3M公司的阿伦赫伯特于1978年、日本的小玉秀男于1980年、美国UVP公司的查尔斯胡尔1982年和日本的丸谷洋二1983年，在不同的地点各自独立地提出了RP的概念，即用分层制造产生三维实体的思想。查尔斯胡尔在UVP的继续支持下，完成了一个能自动建造零件的称之为Stereolithography Apparatus (SLA)的完整系统SLA-1，1986年该系统获得专利，这是RP发展的一个里程碑。同年，查尔斯胡尔和UVP的股东们一起建立了3D System公司。与此同时，其它的成形原理及相应的成形系统也相继开发成功。1984年米歇尔法伊杰提出了薄材叠层（Laminated Object Manufacturing，以下简称LOM）的方法，并于1985年组建Helisys 公司，1992年推出第一台商业成形系统LOM-1015。1986年，美国Texas大学的研究生戴考德提出了选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，简称SLS)的思想，稍后组建了DTM 公司，于1992年开发了基于SLS的商业成形系统Sinterstation。斯科特科瑞普在1988年提出了熔融成形(Fused Deposition Modeling，简称FDM)的思想，1992年开发了第一台商业机型3D-Modeler。自从80年代中期SLA光成形技术发展以来到90年代后期，出现了几十种不同的RP技术，但是SLA、SLS和FDM几种技术，目前仍然是RP技术的主流，最近几年LJP（立体喷墨打印）技术发展迅速，以色列、美国、日本等国的RP设备公司都力推此类技术设备。 2基本原理快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。 1、从成形角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加。从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的几何信息，再与成形工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。 2、从制造角度看，它根据CAD造型生成零件三维几何信息，控制多维系统，通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。 3快速成型技术特点 RP技术与传统制造方法（即机械加工）有着本质的区别，它采用逐渐增加材料的方法（如凝固、焊接、胶结、烧结、聚合等）来形成所需的部件外型，由于RP技术在制造产品的过程中不会产生废弃物造成环境的污染，（传统机械加工的冷却液等是污染环境的），因此在当代讲究生态环境的今天，这也是一项绿色制造技术。 RP技术集成了CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术，解决了传统加工制造中的许多难题。 RP技术的基本工作原理是离散与堆积，在使用该技术时，首先设计者借助三维CAD或者

快速成型技术及应用学习心得doc

《快速成型技术及应用》学习心得对于本学期黄老师的《快速成型技术及应用》学习心得，主要从RP技术的应用现状和发展趋势、主要的RP成型工艺分析和RP技术在当代模具制造行业的应用三个方面进行说明：一、RP技术的应用现状与发展趋势快速成型(Rapid Prototyping)技术是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。它集成了CAD 技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。目前，快速成型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。 RP技术虽然有其巨大的优越性，但是也有它的局限性，由于可成型材料有限，零件精度低，表面粗糙度高，原型零件的物理性能较差，成型机的价格较高，运行制作的成本高等，所以在一定程度上成为该技术的推广普及的瓶颈。从目前国内外RP 技术的研究和应用状况来看，快速成型技术的进一步研究和开发的方向主要表现在以下几个方面： (1)大力改善现行快速成型制作机的制作精度、可靠性和制作能力，提高生产效率，缩短制作周期。尤其是提高成型件的表面质量、力学和物理性能，为进一步进行模具加工

和功能试验提供平台。 (2)开发性能更好的快速成型材料。材料的性能既要利于原型加工，又要具有较好的后续加工性能，还要满足对强度和刚度等不同的要求。 (3)提高RP 系统的加工速度和开拓并行制造的工艺方法。目前即使是最快的快速成型机也难以完成象注塑和压铸成型的快速大批量生产。 (4)RPM 与CAD、CAM、CAPP、CAE 以及高精度自动测量、逆向工程的集成一体化。该项技术可以大大提高新产品的第一次投入市场就十分成功的可能性，也可以快速实现反求工程。 (5)研制新的快速成型方法和工艺。除了目前SLA、LOM、SLS、FDM 外，直接金属成型工艺将是以后的发展焦点。二、几种常见RP工艺 1、FDM，丝状材料选择性熔覆(Fused Deposition Modeling)快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材(如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC等)加热熔化进而堆积成型方法，简称FDM。 2、SLA，光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻(Stereolithography)原理的一种工艺，简称SLA，是最早出现的一种快速成型技术。 3、SLS，粉末材料选择性烧结(Selected Laser

快速成型技术及原理

RP技术简介快速原型制造技术，又叫快速成形技术，（简称RP技术）；英文：RAPID PROTOTYPING（简称RP技术），或 RAPID PROTOTYPING MANUFACTUREING，简称RPM。快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。 RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。 RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。RP技术的基本原理是：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。快速成型机的工艺立体光刻成型sla 层合实体制造lom 熔融沉积快速成型fdm 激光选区烧结法SLS 多相喷射固化mjs 多孔喷射成型mjm 直接壳法产品铸造dspc 激光工程净成型lens 选域黏着及热压成型SAHP 层铣工艺lmp 分层实体制造som 自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来，已经有十几种不同的成形系统，其中比较成熟的有SLA、SLS、LOM和FDM等方法。其成形原理分别介绍如下：（1）SLA（光固化成型法）快速成形系统的成形原理：成形材料：液态光敏树脂；制件性能：相当于工程塑料或蜡模；

快速成型技术的应用和发展

快速成型技术的应用和发展张鹏飞天津大学机械学院机械工程专业2011级硕士生摘要: 概括地介绍了快速成型技术的起源，简要介绍快速成型技术(Rapid Photograph Manufacturing——RPM)的工作原理，描述了快速成型技术的发展现状；根据快速成型技术的特点，提出了快速成型技术在现阶段存在的问题及其以后在其它行业领域的发展前景。关键词：快速成型、应用、特点、发展 0 前言快速成型技术又称快速原型制造( 简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代末期，是基于材料堆积法的一种高新制造工艺，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变成原形或零件，从而为新设计思想的校验提供了一种高效低成本的实现手段。快速成型技术是在计算机的控制下，基于离散、堆积的原理，采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成型与制造。现以广泛运用于家电、汽车、航空航天、船舶、工业设计、医疗、艺术、建筑等领，为这些领域的发展提供了强大的推动作用。域但快速成型毕竟是属于新兴的先进制造技术，其在拥有诸多优点的同时也不可避免的存在缺点。[1] 1快速成型技术的起源 1979年，东京大学的中川威雄教授利用分层技术制造了金属冲裁模、成型模和注塑模。20世纪70年代末到80年代初，美国3M公司的AIanJ.Hebert(1978年)、日本的小玉秀男(1980年)、美国UVP公司的Charles W. Hull (1982年)和日本的丸谷洋二(1983年)，各自独立地首次提出了RP的概念，即利用连续层的选区固化制作三维实体的新思想。Charles W.Hull在UVP的资助下，完成了第1个RP系统Stereo lithography Apparatus (SLA)，并于1986年获得专利，这是RP发展的一个里程碑。随后许多快速成型概念、技术及相应的成型机也相继出现。[2] 2快速成型技术的工作原理特点及其应用现状 2.1.1快速成型技术的工作原理[3] 快速成型技术不是采用一般意义上的模具或刀具加工零件,而是采用了一种新型工具能源加工原理,即利用光、热、电等手段,通过固化、烧结、粘结、熔结、聚合作用或化学作用等方式,有选择地固化(或粘结) 液体(或固体) 材料,从而实现材料的转移与堆积,形成需要的原型零件。快速成型制造思想的初始思路来源于将三维实体截成一系列连续薄切片的逆过程,即首先对零件的三维CAD 实体模型进行分层处理,获得零件的二维截面数据信息,然后根据每一层的截面数据,采用上述方法生成与该层截面形状一致的薄片,反复进行这一过程,薄片逐层累加,直至“生长”出所需实体零件。产品CAD实体模型构建方法有两种，一是可通过概念设计，设计出所需零件的计算机三维模型（数字模型、CAD模型）；二是可通过逆向工程，通过三维数字扫描仪对产品原型进行扫描，而后结合逆向工程对扫描数据进行处理。然后按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元，通常在Z向将其按一定厚度进行离散（习惯称为分层），把原来的三维CAD 模型变成一系列的层片。根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生成数控代码。由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起来，得到一个三维物理实体。常用的快速成型的方法有： (1) 光固化立体造型(SLA)：以光敏树脂为原料，采用计算机控制下的紫外激光束以原型各分层截面轮廓为轨迹进行逐点扫描，使被扫描区内的树脂薄层产生光聚合反应后固化，从而形成

快速成型技术的原理

快速成型技术的原理、工艺过程及技术特点： 1 快速成型介绍 RP技术简介快速原型制造技术，又叫快速成形技术，（简称RP技术）；英文：RAPID PROTOTYPING（简称RP技术），或 RAPID PROTOTYPING MANUFACTUREING，简称RPM。快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。 RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。 RP技术的优越性显而易见：它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下，直接接受产品设计（CAD）数据，快速制造出新产品的样件、模具或模型。因此，RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。由传统的"去除法"到今天的"增长法"，由有模制造到无模制造，这就是RP技术对制造

业产生的革命性意义。 2、它具体是如何成形出来的呢？形象地比喻：快速成形系统相当于一台"立体打印机"。快速成型属于离散／堆积成型。它从成型原理上提出一个全新的思维模式维模型，即将计算机上制作的零件三维模型，进行网格化处理并存储，对其进行分层处理，得到各层截面的二维轮廓信息，按照这些轮廓信息自动生成加工路径，由成型头在控制系统的控制下，选择性地固化或切割一层层的成型材料，形成各个截面轮廓薄片，并逐步顺序叠加成三维坯件．然后进行坯件的后处理，形成零件。快速成型的工艺过程具体如下： l ）产品三维模型的构建。由于 RP 系统是由三维 CAD 模型直接驱动，因此首先要构建所加工工件的三维CAD 模型。该三维CAD模型可以利用计算机辅助设计软件（如Pro/E , I-DEAS , Solid Works , UG 等）直接构建，也可以将已有产品的二维图样进行转换而形成三维模型，或对产品实体进行激光扫描、 CT 断层扫描，得到点云数据，然后利用反求工程的方法来构造三维模型。 2 ）三维模型的近似处理。由于产品往往有一些不规则的自由曲面，加工前要对模型进行近似处理，以方便后续的数据处理工作。由于STL格式文件格式简单、实用，目前已经成为快速成型领域的准标准

辊弯生产中的缺陷分析

摘要：辊弯成形工艺是加工连续截面的一种重要工艺，在世界上得到广泛应用。但是，辊弯生产中同样存在很多问题，多种因素的影响使得辊弯产品存在许多缺陷，例如纵向弯曲和扭曲，边波，袋形波，角部褶皱，边角裂纹和撕裂等，这些缺陷主要是由加工产品的冗余应变引起的，因此就需要对冗余应变的产生原因进行分析，进而找出解决或者改进方法。关键字：辊弯成型，缺陷分析，冗余应变辊弯成型是带材在辊式成形机上连续弯曲成具有规定形状和尺寸的截形的塑性变形工艺。在实际的辊弯生产中，金属板带受到不同的变形，包括横向变形和冗余变形。其中横向变形是辊弯成形过程中最重要，必不可少的变形。横向变形将加工材料变形为具有所要求的横截面的产品，它通过一系列具有轮廓的轧辊来逐渐成型。而冗余变形则是在加工过程中产生的多余的，不需要的变形。冗余变形包括：纵向弯曲和回复；纵向伸长和收缩；横向伸长和收缩；金属平面的剪切；金属厚度方向的剪切；以及以上各种变形的结合。在辊弯生产过程中，纵向应变主要产生在边缘处。这是因为金属板带的横向边缘和临近部分通常沿着流线移动，这些边部流线比中心和中间部分更长。由于这个原因，中心部分通常沿着直线运动，边部通常为竖直上升，同时水平移向横截面中心，边部的垂直上升和水平移动使得边部在纵向伸长，而中心和中间部分在纵向收缩。在辊弯生产过程中产生的纵向应变以及剪切应变无法同时得到优化，只能在两者之间取得一个折中的解决办法。如纵向弯曲和扭曲，边波，袋形波，角部褶皱，边角裂纹和撕裂等缺陷问题主要是由这些冗余变形引起的。冗余变形极大地影响着或者所要求产品横截面所需的横向弯曲，也影响着金属板带中的应力应变，成型后的回弹变形，产品中残余应力的分布等。

快速成型技术与试题 - 答案

试卷 3.快速成型技术的主要优点包括成本低，制造速度快，环保节能，适用于新产品开发和单间零件生产等 4.光固化树脂成型（SLA）的成型效率主要与扫描速度，扫描间隙，激光功率等因素有关 5. 也被称为：3D打印，增材制造； 6.选择性激光烧结成型工艺（SLS）可成型的材料包括塑料，陶瓷，金属等； 7.选择性激光烧结成型工艺（SLS）工艺参数主要包括分层厚度，扫描速度，体积成型率，聚焦光斑直径等； 8.快速成型过程总体上分为三个步骤，包括：数据前处理，分层叠加成型（自由成型），后处理； 9.快速成型技术的特点主要包括原型的复制性、互换性高，加工周期短，成本低，高度技术集成等； 10.快速成型技术的未来发展趋势包括：开发性能好的快速成型材料，改善快速成形系统的可靠性，提高其生产率和制作大件能力，优化设备结构，开发新的成形能源，快速成形方法和工艺的改进和创新，提高网络化服务的研究力度，实现远程控制等； 11.光固化快速成型工艺中，其中前处理施加支撑工艺需要添加支撑结构，支撑结构的主要作用是防止翘曲变形，作为支撑保证形状；二、术语解释 1.STL数据模型是由3D SYSTEMS 公司于1988 年制定的一个接口协议，是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式。STL 文件由多个三角形面片的定义组成，每个三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量。stl 文件是在计算机图形应用系统中，用于表示三角形网格的一种文件格式。它的文件格式非常简单，应用很广泛。STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型。STL是用三角网格来表现3D CAD模型。STL只能用来表示封闭的面或者体，stl文件有两种：一种是ASCII明码格式，另一种是二进制格式。 2.快速成型精度包括哪几部分原型的精度一般包括形状精度，尺寸精度和表面精度，即光固化成型件在形状、尺寸和表面相互位置三个方面与设计要求的符合程度。形状误差主要有：翘曲、扭曲变形、椭圆度误差及局部缺陷等；尺寸误差是指成型件与CAD模型相比，在x、y、z三个方向上尺寸相差值；表面精度主要包括由叠层累加产生的台阶误差及表面粗糙度等。 3.阶梯误差由于快速成型技术的成型原理是逐层叠加成型，因此不可避免地会产生台阶效应，使得零件的表面只是原CAD模型表面的一个阶梯近似（除水平和垂直表面外），导致原型产生形状和尺寸上的误差。

快速成型技术与试题-答案

试卷 —、填空题 1?快速成型技术是由计算机辅助设计及制造技术、逆向工程技术、分层制造技术（SFF）、材料去除成形（MPR）、材料增加成形（MAP）技术等若干先进技术集成的； 2. 3. 快速成型技术的主要优点包括成本低，制造速度快，环保节能，适用于新产品开发和单间零件生产等 4?光固化树脂成型（SLA的成型效率主要与扫描速度，扫描间隙，激光功率等因素有关 5. 快速成型技术的英文名称为：Rapid Prototyping Manufacturing （RPM），其目前也被称为：3D打印，增材制造； 6. 选择性激光烧结成型工艺（SLS可成型的材料包括塑料，陶瓷，金属等； 7. 选择性激光烧结成型工艺（SLS工艺参数主要包括分层厚度，扫描速度，体积成型率，聚焦光斑直径等； 8. 快速成型过程总体上分为三个步骤，包括：数据前处理，分层叠加成型（自由成型），后处理； 9. 快速成型技术的特点主要包括原型的复制性、互换性高，加工周期短，成本低，高度技术集成等； 10?快速成型技术的未来发展趋势包括：开发性能好的快速成型材料，改善快速成形系统的可靠性，提高其生产率和制作大件能力，优化设备结构，开发新的成形能源，快速成形方法和工艺的改进和创新，提高网络化服务的研究力度，实现远程控制等； 11.光固化快速成型工艺中，其中前处理施加支撑工艺需要添加支撑结构，支撑结构的主要作用是防止翘曲变形，作为支撑保证形状；二、术语解释 1.STL数据模型是由3D SYSTEM公司于1988年制定的一个接口协议，是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式。STL文件由多个三角形面片的定义组成，每个三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量。stl 文件是在计算机图形应用系统中，用于表示三角形网格的一种文件格式。它的文件格式非常简单，应用很广泛。STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型。STL是用三角网格来表现3D CAD模型。STL只能用来表示封闭的面或者体，stl文件有两种：一种是ASCII明码格式，另一种是二进制格式。 2■快速成型精度包括哪几部分原型的精度一般包括形状精度，尺寸精度和表面精度，即光固化成型件在形状、尺寸和表面相互位置三个方面与设计要求的符合程度。形状误差主要有：翘曲、扭曲变形、椭圆度误差及局部缺陷等；尺寸误差是指成型件与CAD模型相比，在x、y、z三个方向上尺寸相差值；表面精度主要包括由叠层累加产生的台阶误差及表面粗糙度等。 3■阶梯误差